[發(fā)明專利]一種模擬單光子脈沖信號源的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810987809.6
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN109100028B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄢秋榮;李子航;閆科利;肖軼平;胡杰
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號: G01J11/00
• 分類號: G01J11/00
• 代理公司: 南昌青遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 36123
• 代理人: 劉愛芳

1.一種模擬單光子脈沖信號源的裝置，其特征在于：包括石英晶振（1）、三個以上的低速泊松脈沖發(fā)生器（2）以及多輸入邏輯或門電路；

所述石英晶振（1）與低速泊松脈沖發(fā)生器（2）的輸入端相連，用于產(chǎn)生50M基準(zhǔn)時鐘信號并向低速泊松脈沖發(fā)生器（2）輸入，各低速泊松脈沖發(fā)生器（2）為并聯(lián)；所述各低速泊松脈沖發(fā)生器（2）的輸出端分別與多輸入邏輯或門電路的輸入端相連；所述的多輸入邏輯或門電路輸出模擬單光子脈沖信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬單光子脈沖信號源的裝置，其特征在于：

所述的低速泊松脈沖信號發(fā)生器（2）包括分頻器（201）、布爾網(wǎng)絡(luò)模塊（202）、伯努利提取狀態(tài)機(jī)（203）；

所述的低速泊松脈沖信號發(fā)生器（2）的輸入端輸入50M基準(zhǔn)時鐘信號，然后同時輸入分頻器（201）和伯努利提取狀態(tài)機(jī)（203）；

所述的布爾網(wǎng)絡(luò)模塊（202）包括8個并行排列的異或環(huán)形振蕩器（2021），所述異或環(huán)形振蕩器（2021）的兩端分別與分頻器（201）和伯努利提取狀態(tài)機(jī)（203）連接；

所述的分頻器輸出兩路25M分頻時鐘信號，其中一路同時輸入布爾網(wǎng)絡(luò)模塊（202）內(nèi)所有的異或環(huán)形振蕩器（2021），另一路輸入伯努利提取狀態(tài)機(jī)（203）；

所述布爾網(wǎng)絡(luò)模塊（202）內(nèi)的異或環(huán)形振蕩器（2021）輸出的隨機(jī)方波信號輸入伯努利提取狀態(tài)機(jī)（203）；

所述的伯努利提取狀態(tài)機(jī)（203）輸出低速泊松脈沖信號。

3.一種模擬單光子脈沖源的方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)生成低速泊松脈沖信號；

1.1)對50M基準(zhǔn)時鐘信號進(jìn)行1/2分頻，得到25M分頻時鐘信號；

1.2)將25M分頻時鐘信號同時輸入8個并行排列的異或環(huán)形振蕩器（2021）；

1.3)每一個異或環(huán)形振蕩器（2021）輸出一路“0”和“1”均勻分布的隨機(jī)方波信號，方波的高電平寬度為分頻時鐘周期的整數(shù)倍；

1.4)8個并行排列的異或環(huán)形振蕩器（2021）輸出的8路隨機(jī)方波信號輸入伯努利提取狀態(tài)機(jī)（203）；

1.5)伯努利提取狀態(tài)機(jī)（203）輸出低速泊松脈沖信號；伯努利提取狀態(tài)機(jī)（203）的工作如下：

1.5.1)50M時鐘信號作為基準(zhǔn)時鐘，采用脈沖下降沿檢測的方法檢測分頻時鐘的下降沿；

1.5.2)當(dāng)檢測到分頻時鐘的下降沿時，判斷輸入的8路隨機(jī)方波信號的值，當(dāng)值大于預(yù)設(shè)閾值時，伯努利提取狀態(tài)機(jī)（203）輸出一個高電平脈沖，脈沖寬度為50M基準(zhǔn)時鐘周期寬度20ns；當(dāng)值小于等于預(yù)設(shè)閾值時，伯努利提取狀態(tài)機(jī)（203）輸出低電平；

1.5.3)重復(fù)步驟1 .5 .1和1 .5 .2，輸出一系列離散的寬度為20ns的脈沖信號即為低速泊松脈沖信號；

2)將上述各個低速泊松脈沖信號輸入多輸入邏輯或門進(jìn)行相或運(yùn)算，得到高速的泊松脈沖信號，即為模擬單光子脈沖信號。